Lenia Vivarium

Lenia Vivarium 是一份面向大众的微画廊与轻量工作台：把连续细胞自动机的“公式”落成可探索的“生态”。在这里，核 K 像感知器官，生长函数 G 像代谢法则，时间步 dt 像世界的颗粒度；它们共同决定了形态在有序与混沌之间如何自组织、迁移与涌现。

我们遵循简洁的数值约定（周期边界、核归一化、增量更新），并以“参数生态”的方式组织体验：μ、σ、R、β 与 dt 的细微扰动，足以让形态从滑翔到旋转、从群聚到瓦解，呈现出微观生命般的多样性。

一些细节

• 连续状态场 A∈[0,1]，周期边界。
• 卷积潜力 U = K ∗ A，核 K 归一化。
• 生长映射 G：单峰钟形（μ, σ）。
• 增量更新：A ← clip(A + dt · G(U), [0,1])。
• dt 作为模型参数的一部分（影响稳定区间与形态）。
• 核范式：壳（bump）+ 骨架（rings/β），控制邻域的空间分布与尺度。
• 分类学：外核纲/中核纲/内核纲（外环主导 → 滑翔；均衡 → 集群/振荡；内环主导 → 径向结构/旋转）。
• 混沌边缘：μ−σ 平面存在狭窄稳定带，行为在有序与混沌之间分岔。
• dt 窗口：部分物种仅在特定 dt 区间稳定；dt 属于物种定义的一部分。
• 归一化重要性：∑K=1 维持 U 的合理标尺，避免爆炸/熄灭。

使用

安装依赖（见 requirements.txt）后运行：

python -c "from lenia_lab.ui.app import main; main()"

UI：Play/Pause/Step/Reset/Randomize；滑块（mu / sigma / dt / radius）；Species 预设；Metrics 面板。

简单的例子

工具模块

• lenia_lab.core.engine.SimulationEngine：Euler 更新，空间/频域卷积切换，周期边界。
• lenia_lab.core.kernel：KernelParams；gaussian / rings / bump(β)；generate_radial_kernel / generate_compact_kernel。
• lenia_lab.core.growth：GrowthParams；gaussian_growth(u)。
• lenia_lab.core.colormap：apply_colormap(a, name, gamma) 多种生物风格调色。
• lenia_lab.core.metrics：面积/质心/速度/对称性/功率谱。
• lenia_lab.core.species：物种预设（JSON 导入/导出）。
• lenia_lab.core.exporter：快照/视频/配置导出。

适用

• 视觉探索与创作
• 教学演示与参数直觉
• 快速原型与二次开发

许可与引用

• 许可证：MIT（见 LICENSE）
• 引用：Chan, B. W.-C. (2019). Lenia: Biology of Artificial Life. Complex Systems, 28(3), 251–286

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